Analysis on changes in lung cancer cell proliferation and migration in microgravity environment
- 주제(키워드) lung cancer , simulated microgravity
- 발행기관 고려대학교 대학원
- 지도교수 이성호
- 발행년도 2016
- 학위수여년월 2016. 8
- 학위구분 박사
- 학과 대학원 의학과
- 세부전공 흉부외과학전공
- 원문페이지 41 p
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/korea/000000068242
- 본문언어 영어
- 제출원본 000045884560
초록/요약
Despite the improvements in medical technology, lung cancer still remains a worldwide health problem. The effects of microgravity on cell morphology, structure, functions and their mechanisms have been widely studied. We examined the effects of simulated microgravity on metastatic ability of different lung cancer cell types using a random positioning machine. Human lung cancer cell lines of adenocarcinoma (A549) and squamous cell carcinoma (H1703) were cultured in a 3D clinostat system which was continuously rotated at 5 rpm for 36 hours. The control group was cultured in the same way as the experimental group with the exception of clinorotation. The effect of simulated microgravity influenced differently on the different cell lines of lung cancer cells. In A549 cells, the proliferation rate of clinostat group (2.267 ± 0.010) after exposure to microgravity were not different from the control group (2.271 ± 0.020). But, in H1703 cells, the proliferation rates of the clinostat group (0.534 ± 0.021) were lower than the control group (1.082 ± 0.021). The migratory ability of both A549 (remnant cell free area: 33% (clinostat) vs. 78% (control)) and H1703 cells (40% (clinostat) vs. 68% (control)) were increased after exposure to microgravity. The results of molecular changes in biomarkers after exposure to microgravity seems to be rather preliminary. In conclusion, we carefully suggest that simulated microgravity influenced differently on the different cells lines of lung cancer. And, further studies may be needed to achieve a more thorough explanation about the microgravity effect on the lung cancer cells.
more초록/요약
폐암은 진단, 수술 방법, 수술 전후 환자 관리, 국소 또는 전신적인 보조 요법 등 현대 의학의 빠른 발전에도 불구하고 아직까지도 전세계적으로 해결되지 않고 있는 문제 중 하나이다. 최근에는 우주의 무중력 상태를 모사하기 위해 개발된 미세 중력 발생 장치를 이용한 미세 중력하에서의 다양한 세포의 형태, 구조, 기전 변화에 관한 연구들이 널리 진행되고 있다. 본 연구는 미세 중력 발생 장치인 클리노스텟을 이용해서 미세 중력 환경을 조성하고, 미세 중력이 선암과 편평세포암을 포함한 다양한 인간 폐암 세포들의 전이 능력에 미치는 영향을 확인하고자 하였다. 인간 폐암 세포의 대표적인 종류인 선암과 편평세포암의 세포주 A549 와 H1703을 각각 5 rpm 속도로 회전함으로써 미세 중력 환경을 조성하는 3D 클리노스텟에서 총 36 시간 동안 배양 및 관찰하였다. 대조군은 미세 중력 대신 정상 중력이라는 점을 제외하고는 실험군과 차이가 없는 환경에서 폐암 세포들을 배양 및 관찰하였다. A549 와 H1703 세포들에서 실험군과 대조군의 증식 및 이동 능력을 비교 분석함으로써 미세 중력이 폐암 세포에 어떠한 영향을 주는지 알아보고자 하였으며, 또한 폐암 세포의 증식 및 이동 능력과 관련이 있는 것으로 알려진 MMP, TIMP 인자들을 분석하였다. 클리노스텟을 이용해 조성된 미세 중력 환경이 다른 종류의 폐암 세포들에 미치는 영향은 서로 상이한 결과를 보였다. 미세 중력은 A549 세포의 증식에 별다른 영향을 주지 못하였으나, H1703 세포의 증식을 억제하였다. 반면에, A549 와 H1703 세포들의 이동 능력은 미세 중력 환경에 노출된 후 둘 다 촉진되었다. 하지만, 미세 중력이 폐암 세포의 증식, 이동 능력과 관련된 생물 지표들에 미치는 영향에 대해서는 다소 불명확한 결과를 얻게 되었다. 본 연구를 통해 미세 중력은 서로 다른 폐암 세포들에 각기 다른 영향을 주는 것을 확인할 수 있었다. 본 연구의 결과를 토대로, 추가 실험을 통해 미세 중력에 노출된 서로 다른 폐암 세포들이 어떤 다양한 기전에 의해 영향을 받으며, 그에 따라 특정한 변화를 보이는지에 대한 더욱 깊이 있는 연구가 가능해 질 것으로 여겨진다.
more목차
Abstract ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 1
Introduction ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 5
Methods ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 9
Cell cultures
Simulated gravity conditions
Cell proliferation Assay
Cell migration scratch Assay
Western blot analysis
RNA extraction, RT-PCR, and quantitative real-time PCR
Statistical analysis
Results ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 15
Influence of simulated microgravity on growth of lung cancer cells
Simulated microgravity increases the migration of lung cancer cells
Simulated microgravity relatively inhibited the activity and expression of MMP-2, MMP-9, TIMP-1 in A549 adenocarcinoma and H1703 squamous cell carcinoma
Discussion ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 19
Figures ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 25
References ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 33
Korean Abstract (국문초록) ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ 37
